图1 昆明市西山区中心城区范围图
图2 西山区中心城区单元划分图
为应对我国低生育率、少子化和老龄化趋势，2016年“全面二孩”政策全面实施。“全面二孩”政策将从2022年开始对小学学龄人口产生影响，从2028 年开始对初中学龄人口产生影响。其中，小学因“全面二孩”政策新增学龄人口将在2027年达到最大规模，初中因“全面二孩”政策新增学龄人口将在2030年达到最大规模；小学和初中新增学龄人口均在达到最大值后又逐步减少[1]。教育资源将面临新的挑战，城市的中小学布局问题成为城市发展亟待解决的重要问题之一。已有常用的中小学布局规划方法是在人口预测基础上，根据千人指标确定学位供给数量和空间，并参考用地评价与服务半径进行选址[2]。国外的研究从学校布局标准逐步转向学校布点调整、优化层面。研究尺度上涵盖较广，从大到小均有涉及。研究方法上，已经从单纯的依靠布局理论（服务半径法）转移到了结合科学的技术手段进行空间布局分析，研究方法主要是基于教育设施充足的角度优化布局研究。国内研究起步相对较晚，受政策影响较大，主要是基于教育设施缺乏的角度进行布局调整研究，研究方法以GIS为主，佟耕[3]、刘伟[4]将GIS应用于中小学的布局规划研究中，通过新技术的运用，为中小学选址、布点调整优化等提供了更为科学的依据。程萍运用空间句法研究了城市新区内的中小学布局问题。近年来，空间句法理论在城市土地利用、城市空间结构、道路交通设计、道路交通与行人流量关系、公共设施布局研究等方面均有涉及。何云杰[5]、黄铎[6]等对城市设计中空间句法的运用方法和模式进行了探讨。赵愿愿、魏峰群[7]以潼关古镇的旅游规划为例，运用空间句法进行旅游服务设施布局优化研究。
根据《2018昆明市国民经济和社会发展统计公报》，截至2018年末全市普通中学共有319所，在校生33.71万人；普通小学755所，在校生49.80万人；普通初中毛入学率111.53%，小学学龄儿童净入学率99.83%[8]。调查显示现状中小学设施建设未能完全达标。主城区一环路以内校点疏密不均，二环路以外，布点严重不足[9]。目前昆明市的中小学布局研究的内容主要在于中小学的教育资源均衡化发展[10]、公共服务设施服务边界[11]、公共服务设施效能公平性等方面的研究。研究方法方面，李明等[12]应用GIS对昆明市中小学分布及其影响因素进行了研究。目前中小学布局规划采用的服务半径法存在设施实际可达性较差的问题。研究以昆明市西山区中心城区为例，运用空间句法线段模型进行中小学布局规划研究，促进教育设施布局优化，减少教育资源的重复浪费。
1 研究范围界定
本次研究及调研的范围为昆明市西山区中心城区范围（图 1）。
为便于研究，结合控规将西山区中心城区划分为9个单元（图2）。包括前卫、杨家、螺蛳湾、弥勒寺、永昌、棕树营、西苑、草海、马街等9个单元。
2 数据来源及研究方法
图3 现状小学、九年制学校全局集成度分析
图4 现状中学全局集成度分析
图5 现状小学局部选择度分析(T1024 Choice R500 Metric)
图6 现状中学局部选择度分析
图7 现状小学、九年制学校的实际路程距离分析
图8 现状中学所在位置的实际距离测算图
图9 规划全局集成度分析
图10 规划小学适宜布局段分析
图11 规划中学适宜布局段分析
图12 规划局部选择度分析(T1024 Choice R500 Metric)
表1 现状中小学全局集成度统计表（T1024 Integration）不同数值段位置对应的中学数量（所）1 ＜199.692636 16 1.03 1 0 0 2 199.692636～233.266620 74 4.74 1 0 0 3 233.266620～266.840604 131 8.40 3 1 0 4 266.840604～300.414587 215 13.78 6 0 1 5 300.414587～333.988571 371 23.78 7 1 2 6 333.988571～367.562555 324 20.77 8 3 2 7 367.562555～401.136539 233 14.94 7 2 2 8 401.136539～434.710522 95 6.09 3 1 1 9 434.710522～468.284506 73 4.68 2 0 1 10 ＞468.284506 28 1.79 0 0 1总计 —— 1560 100.00 31 8 9序号 全局集成度数值 数量 所占比例(%) 不同数值段位置对应的小学数量（所）不同数值段位置对应的九年制学校数量（所）
表2 现状中小学局部选择度统计表（T1024 Choice R500 Metric）序号 局部选择度数值段 数量 所占比例（%）不同数值段位置对应的小学数量（所）不同数值段位置对应的九年制学校数量（所）不同数值段位置对应的中学数量（所）1 ＜299870.075000 230 14.74 3 1 --2 299870.075000～599740.150000 395 25.32 9 3 --3 599740.150000～899610.225000 445 28.53 12 1 --4 899610.225000～1199480.300000 282 18.08 3 3 2 5 1199480.300000～1499350.375000 130 8.33 3 -- 3 6 1499350.375000～1799220.450000 61 3.91 1 -- 4 7 1799220.450000～2099090.525000 12 0.77 -- -- --8 2099090.525000～2398960.600000 3 0.19 -- -- --9 2398960.600000～2698830.675000 1 0.06 -- -- --10 ＞2698830.675000 1 0.06 -- -- --总计 —— 1560 100 31 8
本次研究的公共设施、道路信息提取自昆明市西山区教育资源布局布点规划（2015—2030）、百度地图、google地图等资料。研究采用句法depthmap10.0软件，运用空间句法句法线段模型的线段分析法来进行研究。空间句法是对各种空间结构的量化描述，是研究空间组织和人类社会之间关系的理论与方法[13]。轴线模型经过改良，加入欧式距离限制半径，累计转换角度，精确度提高之后演变出了一种新的更符合微观研究的分析模型——线段模型。线段分析法将空间句法由宏观转向微观的研究角度，利于研究实际路程、几何、拓扑等变量对城市空间网络中人流变化的影响[14]。在线段模型中，通常来讲，集成度（整合度）值较高的线段，具有更高的到达性交通潜力；而选择度（穿行度）较高的选段，具有更高的穿越性交通潜力[15]。线段的表达方式可以基于轴线模型和道路中心线数据[16]，研究提取了昆明市西山区中心城区现状、规划路网中心线数据，以DXF格式导入句法Depth Map软件中构建线段分析模型，首先对昆明市西山区中心城区现状中小学布点进行句法分析，通过句法变量指标分析现状布点存在的问题，包括设施的现状可达性以及上学实际距离等方面，为规划布点提供一定参考依据。然后对研究区域内的规划路网的全局集成度、局部选择度进行分析，根据分析，选择全局集成度、局部选择度值中等偏上的路段作为适宜中小学布局路段，结合每个规划单元的中小学需求数量、土地利用性质筛选适宜布点用地，提出两种句法方案并进行比较。
3 基于句法的昆明市西山区中小学布局规划
3.1 中小学现状布局的句法分析
西山区中心城区现状共有31所小学，8所九年一贯制学校，9所中学，在校生共有44080人。深入调研昆明市西山区中心城区中小学现状布点情况，使用空间句法线段模型研究现状中小学布点的全局集成度、局部选择度及实际路程距离变量，对现状布点的空间可达性进行评价，对现状中小学布点句法分析后发现。
（1）全局集成度
现状小学的全局集成度值位于全局的中等偏下的阶段，中学的全局集成度值位于全局中等偏上的阶段，且中学的值比小学稍高（表1、图3～4），说明在整体范围内小学布点位置应处于中等可达性路段，中学的布点位置路段可达性比小学稍高。
（2）局部选择度
现状小学的布点位置局部选择度中等偏低，中学的布点位置局部选择度大部分是中等偏高的，中学的布局选择度所处区段比小学要高（表2、图5～6）。由此可看出中小学适宜布点的路段局部选择度位于中间区段，且小学布点位置的局部部选择度要比中学低。
（3）实际路程距离分析
分析发现现状各单元内中小学布局位置都存在一定的问题。虽然这些学校已建成，即使布点位置不合理也不可能拆除，但通过对现状布点的分析，能够为规划布点提供参考，避免再出现现状所存在的问题，减少教育设施的重复浪费。
3.2 基于空间句法的中小学布局规划
中小学布局规划的相关规范主要包括《城市普通中小学校校舍建设标准》、《中小学校设计规范》等[17]。研究以规划路网数据为基础，绘制轴线图，在句法软件中生成规划空间结构的线段分析模型，对全局集成度、局部选择度和拟布局点的实际路程距离进行分析，结合三项变量指标结果，综合分析出规划新建学校的最佳布点位置。
（1）适龄儿童人口规模预测
西山区中心城区的人口数量预测为80万人，按照适龄儿童千人指标数、《昆明市城乡规划技术管理规定（2016）》的配建比，可以得到小学生预测数量为6.4万人、中学生预测数量为3.6万人（表 3）。
针对现状的调研分析，保留现状小学4所，改扩建27所；保留现状8所就九年一贯制学校；保留现状3所中学，改扩建中学6所；根据相关指标测算，小学总体需求数量约52～56所，九年一贯制学校总体需求数量约15～18所，中学总体需求数量约25～27所。然后根据各规划单元内的实际情况，具体确定学校需求数量。因此，比对现状中小学的保留、改扩建情况，规划还需新建至少小学21所、九年制小学7所、中学16所。
表3 西山区中心城区现状教育资源统计及需求预测表（单位：所）项目 小学 初中 高中现状班数 540 263 129规划需求 1440 720 600中心城区班级缺额 900 457 471
图13 规划局部选择度分析(T1024 Choice R1000 Metric)
图14 小学适宜布局段(T1024 Choice R500 Metric)
图15 中学适宜布局段（T1024 Choice R1000 Metric）
图16 全局集成度与局部选择度叠合的小学适宜布局段
图17 全局集成度与局部选择度叠合的中学适宜布局段
图20 小学句法布局方案二
图18 小学句法布局方案一
图19 中学句法布局方案一
表4 全局集成度统计表（T1024 Integration）序号 全局集成度数值 数量 所占比例(%) 小学、九年一贯制学校适宜布局位置段中学适宜布局位置段1 ＜268.980444 4 0.21 -- --2 268.980444～309.651379 93 4.81 -- --3 309.651379～350.322314 230 11.89 -- --4 350.322314～390.993250 418 21.6 √ --5 390.993250～431.664185 534 27.6 √ √6 431.664185～472.335120 334 17.26 √ √7 472.335120～513.006055 179 9.25 -- √8 513.006055～553.676990 75 3.88 -- --9 553.676990～594.347925 53 2.74 -- --10 ＞594.347925 15 0.78 -- --总计 —— 1935 100
表5 规划小学、九年制学校局部选择度统计表（T1024 Choice R500 Metric）序号 局部选择度数值段 数量 所占比例(%) 中学适宜布局段1 ＜318389.925000 206 10.65 --2 318389.925000～636779.850000 497 25.68 --3 636779.850000～955169.775000 565 29.2 --4 955169.775000～1273559.700000 378 19.53 --5 1273559.700000-1591949.625000 180 9.3 √6 1591949.625000～1910339.550000 73 3.77 √7 1910339.550000～2228729.475000 25 1.29 √8 2228729.475000～2547119.400000 2 0.1 --9 2547119.400000～2865509.325000 5 0.26 --10 ＞2865509.325000 4 0.21 --总计 —— 1935 100
（2）规划全局集成度分析
对规划全局系统进行全局集成度分析（图9），全局集成度分析数据参看表4。根据规划全局集成度分析显示，规划全局集成度分为10个数值段，色带从暖到冷，集成度最高区域对应的是暖色调（红色），集成度低的区域对应的是冷色调（蓝色），集成度高可达性就好。规划系统中全局集成度最高的位于二环南路、碧鸡路、西园路、西坝路、环城南路、环城西路区域。
①小学全局集成度分析：小学的适宜布点位置为全局集成度的中间阶段。通过全局集成度分析，小学适宜布局的路段数值为“350.322314～390.993250”、“3 9 0.9 9 3 2 5 0 ～4 3 1.6 6 4 1 8 5”、 “431.664185～472.335120”三个区段（图10）。
②中学全局集成度分析：中学布点位置为全局集成度的中间稍高区段。通过全局集成度分析，中学适宜布局的路段数值为“390.993250～431.664185”、“4 3 1.6 6 4 1 8 5 ～4 7 2 .3 3 5 1 2 0”、“472.335120～513.006055”三个区段（图11）。
（3）规划局部选择度分析
对规划全局系统设置不同的参数半径进行局部选择度分析。根据《中小学校设计规范GB50099—2011》对中小学的服务半径的相关规定：“城镇完全小学的服务半径宜为500m，城镇初级中学的服务半径宜为1000m”[18]。小学设置参数为500m半径（图12），小学局部选择度参数参看表5。中学设置参数为1000m半径（图13），中学局部选择度参数参看表6。在整体范围内，小学适宜布局在局部选择度的中间区段，中学适宜布局于比小学稍高的区段。由此进一步明确出中通过不同的分析参数设置，小学设置参数为50 0 m，中学设置参数为1000m，得到如图12、图13所示的局部选择度分析图。进而根据中小学适于布局段，小学“955169.775000～1273559.700000、1273559.700000～1591949.625000、1591949.625000～1910339.550000”，中学“1273559.700000～1591949.625000、1591949.625000～1910339.550000、1910339.550000～2228729.475000”得到中小学适宜布局段（图14～15）。
（4）全局选择度、局部选择度及土地利用规划图叠合分析
首先，将全局集成度和局部选择度分析筛选出来的适宜布局中小学的句法分析图进行叠合，得到图16、图17的全局集成度、局部选择度叠合分析图。全局集成度、局部选择度的适宜布局段进行叠合得到中小学最终的适宜布局段。小学、中学的适宜布局段的分布情况参看图16、图17。
然后，将全局集成度、局部选择度的叠合分析图与土地利用规划图再进行叠合。根据不同的规划单元内的土地利用性质，各单元内的小学、九年一贯制学校、中学需求总体数量，各单元合理分配，制定多个规划拟布局方案。
最后，多个句法模拟布局方案进行比选，选出两个较为合理的句法布局方案，再通过实际路程距离测算，进一步选出最佳的句法方案。
3.3 句法拟布局方案
（1）句法布局方案一
（2）句法布局方案二
根据句法线段模型分析得出的中小学适宜布局路段，综合考虑土地利用性质、单元内中小学需求数量等因素，多方案模拟布局，择优得到句法方案一和句法方案二。结合各规划单元的土地利用性质，设施的共建共享原则以及环境影响因素，句法方案一、二的中小学的布点位置进行了调整，形成布局差异。
句法方案二与句法方案一小学布局差异：句法方案二将单元1小学2的位置向南移，新增1所小学（单元1小学5）；将单元2内九年制学校2、3位置调整；将单元6内小学1、2位置调整。将单元8内小学1、3、4、5位置调整。将单元9小学2、3位置调整。布点调整使各单元内小学在满足较好可达性的同时布局更加均衡（图18、图20）。
句法方案二与句法方案一中学布局差异：将单元1中学2的位置向东移；将单元6内中学2位置调整，新增1所中学4。布点调整使各单元内中学在满足较好可达性的同时更加均衡布局（图19、图21）。
3.4 句法方案的实际路程距离对比分析
通过“实际路程距离分析”对两个句法方案作出最终评价，分析对比两个句法方案的小学、中学的实际上学路程距离，以确定最优句法方案（在实际规划设计过程中，可以模拟布局多方案来进行实际距离分析比选）。
（1）句法方案一小学实际距离分析
对方案一中的小学布局进行实际路程距离分析，然后再把其结果与土地利用规划图叠合分析（图22）。图中，蓝色线段、红色线段分别表示实际上学路段小于500m和大于500m的路段。
图21 中学句法布局方案二
图22 句法方案一小学实际路程距离与土地利用规划 叠合分析图
图23 句法方案一中学实际路程距离与土地利用规 划叠合分析图
在实际路程距离分析之后，叠合西山区中心城区土地利用规划图。分析发现，句法方案一的小学布局基本合理，但部分区域还有所欠缺。在单元1（前卫片区）小学2周边可达性较差、部分居住区上学距离超过500m，且单元1北部大部分居住区上学实际距离大于500m；单元2（杨家片区）九年制学校1、2布局位置欠佳，周边居住区存在学生上学距离过远的问题；单元8小学1、3、4、5布局位置欠佳，周边居住区存在学生上学距离过远的问题。
（2）句法方案一中学实际距离分析
对中学实际路程距离进行测算分析（图2 3）。图中，蓝色线段、红色线段分别表示实际上学路段小于1000m和大于2000m的路段，1000～2000m之间则用其他颜色表示。然后再把实际距离测算图与西山区中心城区土地利用规划图叠合分析。从图中可看出，规划中学基本能满足居住区的需求，90%以上的中学的实际距离都小于服务范围1000m，但局部上学距离大于1000m，甚至有区域大于2000m，比如单元1（前卫片区）东南处、单元6（草海片区）的局部居住小区服务范围在1000～2000m之间，有些居住区上学距离大于了2000m，句法方案一还需进行调整优化。
（3）句法方案二小学实际距离分析
图24 句法方案二小学实际路程距离与土地利用规划 叠合分析图
先对句法方案二的小学实际路程距离进行测算分析（图24），蓝色线段、红色线段分别表示实际上学路段小于500m和大于500m的路段。在实际路程距离分析之后，叠合西山区中心城区土地利用规划图，分析发现，方案二规划的小学布局基本合理，实际路程距离分析图再与土地利用规划进行叠合分析，分析发现居住区基本都能满足距离学校500m就近入学的要求。
（4）句法方案二中学实际距离分析
对句法方案二的中学实际路程距离进行分析（图25）。图中，蓝色线段、红色线段分别表示实际上学路段小于1000m和大于2000m的路段，1000～2000m之间则用其他颜色表示，从图中可看出，规划中学实际上学距离都在1000m以内。然后再把实际距离测算图与西山区中心城区土地利用规划图叠合分析，从图中可看出，规划中学基本都能满足居住区的需求，且实际上学距离都小于服务范围1000m。
据实际路程距离、土地利用规划叠合分析，对比句法方案一和句法方案二，句法方案二的中小学布局更优，最终推荐句法方案二。
结语
图25 句法方案二中学实际路程距离与土地利用规划 叠合分析图
表6 规划中学局部选择度统计表（T1024 Choice R1000 Metric）序号 局部选择度数值段 数量 所占比例(%) 中学适宜布局段1＜318389.925000 206 10.65 --2 318389.925000～636779.850000 497 25.68 --3 636779.850000～955169.775000 565 29.2 --4 955169.775000～1273559.700000 378 19.53 --5 1273559.700000～1591949.625000 180 9.3 √6 1591949.625000～～1910339.550000 73 3.77 √7 1910339.550000～～2228729.475000 25 1.29 √8 2228729.475000～～2547119.400000 2 0.1 --9 2547119.400000～～2865509.325000 5 0.26 --10 ＞2865509.325000 4 0.21 --总计 —— 1935 100
研究发现，空间句法线段模型在中小学布局选址中的实践运用具有可行性。与目前中小学布局规划采用的服务半径法相比，空间句法能够模拟城市空间，对城市空间特性进行分析研究，能够有效地将空间位置及其属性进行关联分析。空间句法将城市道路交通特性量化，能够定量分析城市道路的可达性，将其运用在中小学布局规划中，通过空间位置属性数据比对，能够高效地分析出最优的空间布点位置，能为中小学布局选址提供较为科学合理的选址依据，还能实现规划多方案的对比。
资料来源：
文中图表均为作者自绘。
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国家自然科学基金资助项目“滇池流域城市空间增长边界研究”（编号：51668065）
图1 昆明市西山区中心城区范围图图2 西山区中心城区单元划分图为应对我国低生育率、少子化和老龄化趋势，2016年“全面二孩”政策全面实施。“全面二孩”政策将从2022年开始对小学学龄人口产生影响，从2028 年开始对初中学龄人口产生影响。其中，小学因“全面二孩”政策新增学龄人口将在2027年达到最大规模，初中因“全面二孩”政策新增学龄人口将在2030年达到最大规模；小学和初中新增学龄人口均在达到最大值后又逐步减少[1]。教育资源将面临新的挑战，城市的中小学布局问题成为城市发展亟待解决的重要问题之一。已有常用的中小学布局规划方法是在人口预测基础上，根据千人指标确定学位供给数量和空间，并参考用地评价与服务半径进行选址[2]。国外的研究从学校布局标准逐步转向学校布点调整、优化层面。研究尺度上涵盖较广，从大到小均有涉及。研究方法上，已经从单纯的依靠布局理论（服务半径法）转移到了结合科学的技术手段进行空间布局分析，研究方法主要是基于教育设施充足的角度优化布局研究。国内研究起步相对较晚，受政策影响较大，主要是基于教育设施缺乏的角度进行布局调整研究，研究方法以GIS为主，佟耕[3]、刘伟[4]将GIS应用于中小学的布局规划研究中，通过新技术的运用，为中小学选址、布点调整优化等提供了更为科学的依据。程萍运用空间句法研究了城市新区内的中小学布局问题。近年来，空间句法理论在城市土地利用、城市空间结构、道路交通设计、道路交通与行人流量关系、公共设施布局研究等方面均有涉及。何云杰[5]、黄铎[6]等对城市设计中空间句法的运用方法和模式进行了探讨。赵愿愿、魏峰群[7]以潼关古镇的旅游规划为例，运用空间句法进行旅游服务设施布局优化研究。根据《2018昆明市国民经济和社会发展统计公报》，截至2018年末全市普通中学共有319所，在校生33.71万人；普通小学755所，在校生49.80万人；普通初中毛入学率111.53%，小学学龄儿童净入学率99.83%[8]。调查显示现状中小学设施建设未能完全达标。主城区一环路以内校点疏密不均，二环路以外，布点严重不足[9]。目前昆明市的中小学布局研究的内容主要在于中小学的教育资源均衡化发展[10]、公共服务设施服务边界[11]、公共服务设施效能公平性等方面的研究。研究方法方面，李明等[12]应用GIS对昆明市中小学分布及其影响因素进行了研究。目前中小学布局规划采用的服务半径法存在设施实际可达性较差的问题。研究以昆明市西山区中心城区为例，运用空间句法线段模型进行中小学布局规划研究，促进教育设施布局优化，减少教育资源的重复浪费。1 研究范围界定本次研究及调研的范围为昆明市西山区中心城区范围（图 1）。为便于研究，结合控规将西山区中心城区划分为9个单元（图2）。包括前卫、杨家、螺蛳湾、弥勒寺、永昌、棕树营、西苑、草海、马街等9个单元。2 数据来源及研究方法图3 现状小学、九年制学校全局集成度分析图4 现状中学全局集成度分析图5 现状小学局部选择度分析(T1024 Choice R500 Metric)图6 现状中学局部选择度分析图7 现状小学、九年制学校的实际路程距离分析图8 现状中学所在位置的实际距离测算图图9 规划全局集成度分析图10 规划小学适宜布局段分析图11 规划中学适宜布局段分析图12 规划局部选择度分析(T1024 Choice R500 Metric)表1 现状中小学全局集成度统计表（T1024 Integration）不同数值段位置对应的中学数量（所）1 ＜199.692636 16 1.03 1 0 0 2 199.692636～233.266620 74 4.74 1 0 0 3 233.266620～266.840604 131 8.40 3 1 0 4 266.840604～300.414587 215 13.78 6 0 1 5 300.414587～333.988571 371 23.78 7 1 2 6 333.988571～367.562555 324 20.77 8 3 2 7 367.562555～401.136539 233 14.94 7 2 2 8 401.136539～434.710522 95 6.09 3 1 1 9 434.710522～468.284506 73 4.68 2 0 1 10 ＞468.284506 28 1.79 0 0 1总计 —— 1560 100.00 31 8 9序号 全局集成度数值 数量 所占比例(%) 不同数值段位置对应的小学数量（所）不同数值段位置对应的九年制学校数量（所）表2 现状中小学局部选择度统计表（T1024 Choice R500 Metric）序号 局部选择度数值段 数量 所占比例（%）不同数值段位置对应的小学数量（所）不同数值段位置对应的九年制学校数量（所）不同数值段位置对应的中学数量（所）1 ＜299870.075000 230 14.74 3 1 --2 299870.075000～599740.150000 395 25.32 9 3 --3 599740.150000～899610.225000 445 28.53 12 1 --4 899610.225000～1199480.300000 282 18.08 3 3 2 5 1199480.300000～1499350.375000 130 8.33 3 -- 3 6 1499350.375000～1799220.450000 61 3.91 1 -- 4 7 1799220.450000～2099090.525000 12 0.77 -- -- --8 2099090.525000～2398960.600000 3 0.19 -- -- --9 2398960.600000～2698830.675000 1 0.06 -- -- --10 ＞2698830.675000 1 0.06 -- -- --总计 —— 1560 100 31 8本次研究的公共设施、道路信息提取自昆明市西山区教育资源布局布点规划（2015—2030）、百度地图、google地图等资料。研究采用句法depthmap10.0软件，运用空间句法句法线段模型的线段分析法来进行研究。空间句法是对各种空间结构的量化描述，是研究空间组织和人类社会之间关系的理论与方法[13]。轴线模型经过改良，加入欧式距离限制半径，累计转换角度，精确度提高之后演变出了一种新的更符合微观研究的分析模型——线段模型。线段分析法将空间句法由宏观转向微观的研究角度，利于研究实际路程、几何、拓扑等变量对城市空间网络中人流变化的影响[14]。在线段模型中，通常来讲，集成度（整合度）值较高的线段，具有更高的到达性交通潜力；而选择度（穿行度）较高的选段，具有更高的穿越性交通潜力[15]。线段的表达方式可以基于轴线模型和道路中心线数据[16]，研究提取了昆明市西山区中心城区现状、规划路网中心线数据，以DXF格式导入句法Depth Map软件中构建线段分析模型，首先对昆明市西山区中心城区现状中小学布点进行句法分析，通过句法变量指标分析现状布点存在的问题，包括设施的现状可达性以及上学实际距离等方面，为规划布点提供一定参考依据。然后对研究区域内的规划路网的全局集成度、局部选择度进行分析，根据分析，选择全局集成度、局部选择度值中等偏上的路段作为适宜中小学布局路段，结合每个规划单元的中小学需求数量、土地利用性质筛选适宜布点用地，提出两种句法方案并进行比较。3 基于句法的昆明市西山区中小学布局规划3.1 中小学现状布局的句法分析西山区中心城区现状共有31所小学，8所九年一贯制学校，9所中学，在校生共有44080人。深入调研昆明市西山区中心城区中小学现状布点情况，使用空间句法线段模型研究现状中小学布点的全局集成度、局部选择度及实际路程距离变量，对现状布点的空间可达性进行评价，对现状中小学布点句法分析后发现。（1）全局集成度现状小学的全局集成度值位于全局的中等偏下的阶段，中学的全局集成度值位于全局中等偏上的阶段，且中学的值比小学稍高（表1、图3～4），说明在整体范围内小学布点位置应处于中等可达性路段，中学的布点位置路段可达性比小学稍高。（2）局部选择度现状小学的布点位置局部选择度中等偏低，中学的布点位置局部选择度大部分是中等偏高的，中学的布局选择度所处区段比小学要高（表2、图5～6）。由此可看出中小学适宜布点的路段局部选择度位于中间区段，且小学布点位置的局部部选择度要比中学低。（3）实际路程距离分析分析发现现状各单元内中小学布局位置都存在一定的问题。虽然这些学校已建成，即使布点位置不合理也不可能拆除，但通过对现状布点的分析，能够为规划布点提供参考，避免再出现现状所存在的问题，减少教育设施的重复浪费。3.2 基于空间句法的中小学布局规划中小学布局规划的相关规范主要包括《城市普通中小学校校舍建设标准》、《中小学校设计规范》等[17]。研究以规划路网数据为基础，绘制轴线图，在句法软件中生成规划空间结构的线段分析模型，对全局集成度、局部选择度和拟布局点的实际路程距离进行分析，结合三项变量指标结果，综合分析出规划新建学校的最佳布点位置。（1）适龄儿童人口规模预测西山区中心城区的人口数量预测为80万人，按照适龄儿童千人指标数、《昆明市城乡规划技术管理规定（2016）》的配建比，可以得到小学生预测数量为6.4万人、中学生预测数量为3.6万人（表 3）。针对现状的调研分析，保留现状小学4所，改扩建27所；保留现状8所就九年一贯制学校；保留现状3所中学，改扩建中学6所；根据相关指标测算，小学总体需求数量约52～56所，九年一贯制学校总体需求数量约15～18所，中学总体需求数量约25～27所。然后根据各规划单元内的实际情况，具体确定学校需求数量。因此，比对现状中小学的保留、改扩建情况，规划还需新建至少小学21所、九年制小学7所、中学16所。表3 西山区中心城区现状教育资源统计及需求预测表（单位：所）项目 小学 初中 高中现状班数 540 263 129规划需求 1440 720 600中心城区班级缺额 900 457 471图13 规划局部选择度分析(T1024 Choice R1000 Metric)图14 小学适宜布局段(T1024 Choice R500 Metric)图15 中学适宜布局段（T1024 Choice R1000 Metric）图16 全局集成度与局部选择度叠合的小学适宜布局段图17 全局集成度与局部选择度叠合的中学适宜布局段图20 小学句法布局方案二图18 小学句法布局方案一图19 中学句法布局方案一表4 全局集成度统计表（T1024 Integration）序号 全局集成度数值 数量 所占比例(%) 小学、九年一贯制学校适宜布局位置段中学适宜布局位置段1 ＜268.980444 4 0.21 -- --2 268.980444～309.651379 93 4.81 -- --3 309.651379～350.322314 230 11.89 -- --4 350.322314～390.993250 418 21.6 √ --5 390.993250～431.664185 534 27.6 √ √6 431.664185～472.335120 334 17.26 √ √7 472.335120～513.006055 179 9.25 -- √8 513.006055～553.676990 75 3.88 -- --9 553.676990～594.347925 53 2.74 -- --10 ＞594.347925 15 0.78 -- --总计 —— 1935 100表5 规划小学、九年制学校局部选择度统计表（T1024 Choice R500 Metric）序号 局部选择度数值段 数量 所占比例(%) 中学适宜布局段1 ＜318389.925000 206 10.65 --2 318389.925000～636779.850000 497 25.68 --3 636779.850000～955169.775000 565 29.2 --4 955169.775000～1273559.700000 378 19.53 --5 1273559.700000-1591949.625000 180 9.3 √6 1591949.625000～1910339.550000 73 3.77 √7 1910339.550000～2228729.475000 25 1.29 √8 2228729.475000～2547119.400000 2 0.1 --9 2547119.400000～2865509.325000 5 0.26 --10 ＞2865509.325000 4 0.21 --总计 —— 1935 100（2）规划全局集成度分析对规划全局系统进行全局集成度分析（图9），全局集成度分析数据参看表4。根据规划全局集成度分析显示，规划全局集成度分为10个数值段，色带从暖到冷，集成度最高区域对应的是暖色调（红色），集成度低的区域对应的是冷色调（蓝色），集成度高可达性就好。规划系统中全局集成度最高的位于二环南路、碧鸡路、西园路、西坝路、环城南路、环城西路区域。①小学全局集成度分析：小学的适宜布点位置为全局集成度的中间阶段。通过全局集成度分析，小学适宜布局的路段数值为“350.322314～390.993250”、“3 9 0.9 9 3 2 5 0 ～4 3 1.6 6 4 1 8 5”、 “431.664185～472.335120”三个区段（图10）。②中学全局集成度分析：中学布点位置为全局集成度的中间稍高区段。通过全局集成度分析，中学适宜布局的路段数值为“390.993250～431.664185”、“4 3 1.6 6 4 1 8 5 ～4 7 2 .3 3 5 1 2 0”、“472.335120～513.006055”三个区段（图11）。（3）规划局部选择度分析对规划全局系统设置不同的参数半径进行局部选择度分析。根据《中小学校设计规范GB50099—2011》对中小学的服务半径的相关规定：“城镇完全小学的服务半径宜为500m，城镇初级中学的服务半径宜为1000m”[18]。小学设置参数为500m半径（图12），小学局部选择度参数参看表5。中学设置参数为1000m半径（图13），中学局部选择度参数参看表6。在整体范围内，小学适宜布局在局部选择度的中间区段，中学适宜布局于比小学稍高的区段。由此进一步明确出中通过不同的分析参数设置，小学设置参数为50 0 m，中学设置参数为1000m，得到如图12、图13所示的局部选择度分析图。进而根据中小学适于布局段，小学“955169.775000～1273559.700000、1273559.700000～1591949.625000、1591949.625000～1910339.550000”，中学“1273559.700000～1591949.625000、1591949.625000～1910339.550000、1910339.550000～2228729.475000”得到中小学适宜布局段（图14～15）。（4）全局选择度、局部选择度及土地利用规划图叠合分析首先，将全局集成度和局部选择度分析筛选出来的适宜布局中小学的句法分析图进行叠合，得到图16、图17的全局集成度、局部选择度叠合分析图。全局集成度、局部选择度的适宜布局段进行叠合得到中小学最终的适宜布局段。小学、中学的适宜布局段的分布情况参看图16、图17。然后，将全局集成度、局部选择度的叠合分析图与土地利用规划图再进行叠合。根据不同的规划单元内的土地利用性质，各单元内的小学、九年一贯制学校、中学需求总体数量，各单元合理分配，制定多个规划拟布局方案。最后，多个句法模拟布局方案进行比选，选出两个较为合理的句法布局方案，再通过实际路程距离测算，进一步选出最佳的句法方案。3.3 句法拟布局方案（1）句法布局方案一（2）句法布局方案二根据句法线段模型分析得出的中小学适宜布局路段，综合考虑土地利用性质、单元内中小学需求数量等因素，多方案模拟布局，择优得到句法方案一和句法方案二。结合各规划单元的土地利用性质，设施的共建共享原则以及环境影响因素，句法方案一、二的中小学的布点位置进行了调整，形成布局差异。句法方案二与句法方案一小学布局差异：句法方案二将单元1小学2的位置向南移，新增1所小学（单元1小学5）；将单元2内九年制学校2、3位置调整；将单元6内小学1、2位置调整。将单元8内小学1、3、4、5位置调整。将单元9小学2、3位置调整。布点调整使各单元内小学在满足较好可达性的同时布局更加均衡（图18、图20）。句法方案二与句法方案一中学布局差异：将单元1中学2的位置向东移；将单元6内中学2位置调整，新增1所中学4。布点调整使各单元内中学在满足较好可达性的同时更加均衡布局（图19、图21）。3.4 句法方案的实际路程距离对比分析通过“实际路程距离分析”对两个句法方案作出最终评价，分析对比两个句法方案的小学、中学的实际上学路程距离，以确定最优句法方案（在实际规划设计过程中，可以模拟布局多方案来进行实际距离分析比选）。（1）句法方案一小学实际距离分析对方案一中的小学布局进行实际路程距离分析，然后再把其结果与土地利用规划图叠合分析（图22）。图中，蓝色线段、红色线段分别表示实际上学路段小于500m和大于500m的路段。图21 中学句法布局方案二图22 句法方案一小学实际路程距离与土地利用规划 叠合分析图图23 句法方案一中学实际路程距离与土地利用规 划叠合分析图在实际路程距离分析之后，叠合西山区中心城区土地利用规划图。分析发现，句法方案一的小学布局基本合理，但部分区域还有所欠缺。在单元1（前卫片区）小学2周边可达性较差、部分居住区上学距离超过500m，且单元1北部大部分居住区上学实际距离大于500m；单元2（杨家片区）九年制学校1、2布局位置欠佳，周边居住区存在学生上学距离过远的问题；单元8小学1、3、4、5布局位置欠佳，周边居住区存在学生上学距离过远的问题。（2）句法方案一中学实际距离分析对中学实际路程距离进行测算分析（图2 3）。图中，蓝色线段、红色线段分别表示实际上学路段小于1000m和大于2000m的路段，1000～2000m之间则用其他颜色表示。然后再把实际距离测算图与西山区中心城区土地利用规划图叠合分析。从图中可看出，规划中学基本能满足居住区的需求，90%以上的中学的实际距离都小于服务范围1000m，但局部上学距离大于1000m，甚至有区域大于2000m，比如单元1（前卫片区）东南处、单元6（草海片区）的局部居住小区服务范围在1000～2000m之间，有些居住区上学距离大于了2000m，句法方案一还需进行调整优化。（3）句法方案二小学实际距离分析图24 句法方案二小学实际路程距离与土地利用规划 叠合分析图先对句法方案二的小学实际路程距离进行测算分析（图24），蓝色线段、红色线段分别表示实际上学路段小于500m和大于500m的路段。在实际路程距离分析之后，叠合西山区中心城区土地利用规划图，分析发现，方案二规划的小学布局基本合理，实际路程距离分析图再与土地利用规划进行叠合分析，分析发现居住区基本都能满足距离学校500m就近入学的要求。（4）句法方案二中学实际距离分析对句法方案二的中学实际路程距离进行分析（图25）。图中，蓝色线段、红色线段分别表示实际上学路段小于1000m和大于2000m的路段，1000～2000m之间则用其他颜色表示，从图中可看出，规划中学实际上学距离都在1000m以内。然后再把实际距离测算图与西山区中心城区土地利用规划图叠合分析，从图中可看出，规划中学基本都能满足居住区的需求，且实际上学距离都小于服务范围1000m。据实际路程距离、土地利用规划叠合分析，对比句法方案一和句法方案二，句法方案二的中小学布局更优，最终推荐句法方案二。结语图25 句法方案二中学实际路程距离与土地利用规划 叠合分析图表6 规划中学局部选择度统计表（T1024 Choice R1000 Metric）序号 局部选择度数值段 数量 所占比例(%) 中学适宜布局段1＜318389.925000 206 10.65 --2 318389.925000～636779.850000 497 25.68 --3 636779.850000～955169.775000 565 29.2 --4 955169.775000～1273559.700000 378 19.53 --5 1273559.700000～1591949.625000 180 9.3 √6 1591949.625000～～1910339.550000 73 3.77 √7 1910339.550000～～2228729.475000 25 1.29 √8 2228729.475000～～2547119.400000 2 0.1 --9 2547119.400000～～2865509.325000 5 0.26 --10 ＞2865509.325000 4 0.21 --总计 —— 1935 100研究发现，空间句法线段模型在中小学布局选址中的实践运用具有可行性。与目前中小学布局规划采用的服务半径法相比，空间句法能够模拟城市空间，对城市空间特性进行分析研究，能够有效地将空间位置及其属性进行关联分析。空间句法将城市道路交通特性量化，能够定量分析城市道路的可达性，将其运用在中小学布局规划中，通过空间位置属性数据比对，能够高效地分析出最优的空间布点位置，能为中小学布局选址提供较为科学合理的选址依据，还能实现规划多方案的对比。资料来源：文中图表均为作者自绘。参考文献[1] 李玲，杨顺光.“全面二孩”政策与义务教育战略规划——基于未来20年义务教育学龄人口的预测[J]. 教育研究，2016（7）：24.[2] 林文棋，毕波. 中小学布局优化模型研究综述[J]. 北京规划建设，2015（11）：19.[3] 佟耕，李鹏飞，刘治国，等. 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国家自然科学基金资助项目“滇池流域城市空间增长边界研究”（编号：51668065）
文章来源：昆明学院学报 网址: http://kmxyxb.400nongye.com/lunwen/itemid-23104.shtml
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